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1. 콘크리트
1.1. 콘크리트 개요
콘크리트는 가장 보편적이고 많이 사용되고 있는 건축 재료이며, 목재, 강재, 석재와 더불어 구조용 재료로서 중요한 위치를 차지하는 재료이다. 시멘트, 배합수, 잔골재 및 굵은골재 그리고 필요에 따라 성능 개선에 필요한 혼화재료를 적절한 비율로 섞어서 만든다. 로마 시대에 화산회와 석회석을 써서 만든 것이 시초라고 하나, 19세기에 포틀랜드 시멘트의 발명에 따라서 생산과 시공 기술이 발달되어 왔으며 이후 약 150년간 구조용 재료로써 널리 쓰여져 왔다. 근년에는 댐이나 도로포장, 교량 등의 토목공사나 건축용 구조 재료의 중심이 되고 있다. 콘크리트를 배합(Mix proportion)하고 이를 비비고(Mixing) 타설(Casting)하고 나면 수화반응(Hydration)이 일어나며 굳기 시작하고(Setting) 강도 발현(Hardening) 과정으로 이어진다. 콘크리트 타설 후 균질한 수화 반응을 유도하여 강도 발현 시키는 과정을 양생(Curing)이라고 한다. 콘크리트에 굵은골재를 사용하지 않는 것을 모르타르, 골재를 사용하지 않는 것을 시멘트 페이스트라고한다. 일반적으로 콘크리트 체적의 약 70%는 골재이고, 나머지 30%가 시멘트 페이스트이다. 시멘트 페이스트는 골재 사이의 공극을 채우는 역할을 하며, 굳지 않은 콘크리트에서는 콘크리트의 유동성을 갖게 하고 굳은 콘크리트에서는 골재와 결합하여 강도를 발휘한다. 콘크리트는 굳지 않은 상태에서는 작업에 적합한 워커빌러티를 가져야 하고, 굳은 상태에서는 설계시 의도한 강도, 내구성, 수밀성 및 강재 보호 성능을 가지고 균질 하여야 한다. 구조체를 만들 경우 철근을 넣어 강도를 높이는 것 이 일반적이다. 콘크리트의 장점은 다른 재료에 비하여 압축 강도가 크다는 것이다. 또한 내구성, 내화성, 내수성, 차음성 등이 양호하며, 형태나 크기에 제한을 받지 않고 형상화가 용이하다. 구성 재료의 적절한 배합에 따라 필요에 의한 임의의 강도를 만들 수가 있으며, 다른 구조 재료에 유지 관리비가 저렴하다는 것 또한 콘크리트의 장점이라고 할 수 있다. 그에 반해 단점은 자중이 무겁고 인장강도와 휨강도가 적다는 것이다. 또한 경화시 수축성이 있어 균열이 발생하며 보수나 철거가 어렵다는 점이 있다.
1.2. 콘크리트 분류
콘크리트의 분류는 다양한데, 무근 콘크리트, 철근 콘크리트, 레디믹스드 콘크리트, 경량 콘크리트, 프리캐스트 콘크리트, 노출콘크리트, ALC 등이 있다"
무근 콘크리트는 철근 등 보강재를 사용하지 않은 콘크리트이며, 철근 콘크리트는 콘크리트의 약한 인장강도와 전단력을 보강하기 위해 철근을 사용한 것이다. 레디믹스드 콘크리트는 제조공장에서 미리 제조된 콘크리트를 사용 현장까지 공급하는 것으로, 정확한 배합설계와 품질관리, 공기 단축 등의 장점을 가진다. 경량 콘크리트는 경량 골재나 기포를 사용하여 중량을 낮춘 것으로, 열전도율이 낮고 내화성, 방음효과가 우수하다. 프리캐스트 콘크리트는 공장에서 제작한 기성 콘크리트 부재를 현장에 설치하는 방식이며, 노출콘크리트는 콘크리트 표면을 마감재로 활용한 것이다. ALC는 고온 고압의 증기양생을 통해 제작한 경량기포 콘크리트로, 내화성, 단열성, 중량이 가벼워 차음성과 평활성이 뛰어나다"
1.3. 콘크리트의 구성 재료
콘크리트의 구성 재료는 다음과 같다.
용수는 콘크리트에 쓰이는 용수로서 깨끗한 것으로 기름, 산, 알칼리, 유기불순물 등이 없어야 한다. 해수는 철근을 부식시킬 수 있으므로 사용해서는 안된다.
시멘트는 넓은 뜻으로는 물질과 물질을 접착하는 물질을 의미하지만 일반적으로 토목용이나 건축용의 무기질의 결합경화제를 뜻한다. 이 중에서도 오늘날 흔히 시멘트로 불리는 것은 포틀랜드 시멘트이다. 포틀랜드 시멘트의 성분은 석회석 CaO(60～65%), 규석 SiO2(20～25%), 점토 Al2O3(4～8%)이다. 생산은 재료를 각각 굵게 부순 후 계량하여 혼합하고 회전로에서 1,450℃로 소성한 뒤 냉각하여 clinker를 만든 후 3%의 응결제(석고)를 첨가하고 분쇄하여 포장한다. 주요 종류로는 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트 등이 있다.
골재는 모래, 자갈, 쇄석(부순돌), 슬래그 등을 칭하는 것으로서 콘크리트를 만들기 위한 시멘트, 물과 함께 경화하는 재료를 말한다...
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